專利名稱：隔震裝置以及隔震構(gòu)造物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種獨(dú)戶(獨(dú)立)住宅等輕質(zhì)構(gòu)造物用、或者設(shè)備、展示臺用的隔震裝 置，以及具備有該隔震裝置的隔震構(gòu)造物，特別是涉及插裝在建筑物等上部構(gòu)造體與基礎(chǔ) 等下部構(gòu)造體之間，用于降低因地震、交通振動等引起的下部構(gòu)造體的振動向上部構(gòu)造體 傳遞，從而防止上部構(gòu)造體的倒塌，或者載置于該上部構(gòu)造體上的展示物等的破損等的隔
霞駐晉筆
辰農(nóng)且寸。
背景技術(shù)：
作為插裝于建筑物等上部構(gòu)造體與基礎(chǔ)等下部構(gòu)造體之間來降低上部構(gòu)造體的 搖動的隔震裝置，例如，公知有專利文獻(xiàn)1所記載的內(nèi)容。該隔震裝置具備上板(支座，座 板)，該上板被固定于上部構(gòu)造體，具有向下方開口的凹球面狀下表面；下板，該下板被固 定于下部構(gòu)造體，具有向上方開口的凹球面狀上表面；滑動體，該滑動體可自由滑動地配置 在上板與下板之間，具有凸球面狀上表面和凸球面狀下表面。在上述專利文獻(xiàn)1的隔震裝置中，在因地震而對下部構(gòu)造體產(chǎn)生了水平振動(位 移)時，通過滑動體的滑動，能夠阻止下部構(gòu)造體的水平振動直接傳遞到上部構(gòu)造物，從而 能夠降低上部構(gòu)造體的搖動。在該隔震裝置中，無論隔震裝置所支承的荷載如何，都能夠根 據(jù)鐘擺(振子)的原理使上部構(gòu)造體的固有周期長周期化，并且，通過上板和下板與滑動體 的接觸面產(chǎn)生的摩擦阻力，能夠獲得振動能量的衰減作用。另外，作為借助氣體壓力使上部構(gòu)造體上浮的隔震裝置，在專利文獻(xiàn)2中記載的 隔震裝置為，在上部構(gòu)造體的下面附設(shè)裙?fàn)畹拿芊獠考?，并使其前端垂到設(shè)置于下部構(gòu)造 體的槽內(nèi)來密閉上部構(gòu)造體的下方空間，并通過向該密閉空間內(nèi)導(dǎo)入上浮用氣體從而使上 部構(gòu)造體上浮，由此阻止地震的震動傳遞到上部構(gòu)造體。此外，作為這種隔震裝置，在專利 文獻(xiàn)3中記載的隔震裝置為，在容納有空氣供給裝置的容納箱上配置載置展示物的載置 臺，并且在容納箱和載置臺之間配置將多個空氣噴出口設(shè)為正方形狀的空氣墊，并通過從 空氣噴出孔噴出空氣而使載置臺上浮，由此在發(fā)生地震時防止載置臺的振動。專利文獻(xiàn)1 日本實(shí)用新型注冊第2586794號公報。專利文獻(xiàn)2 日本特開2000-145885號公報專利文獻(xiàn)3 日本特開2001-208131號公報然而，在專利文獻(xiàn)1記載的隔震裝置中，滑動面的摩擦系數(shù)由滑動體、上部構(gòu)造體 和下部構(gòu)造體的材料以及所支承的荷載唯一決定，因而存在隔震特性的調(diào)整范圍狹窄這樣 的問題。因此，在需要較低的摩擦力或較高的摩擦力時則不得不改變滑動面的材料，另外， 在改變滑動面的材料時，需要充分地考慮有可能在滑動開始時產(chǎn)生的、因靜摩擦系數(shù)而產(chǎn) 生的過大阻力，因而在材料的選擇上存在困難性。另一方面，在專利文獻(xiàn)2和3所述的隔震裝置中，雖然在阻斷地震的振動方面能夠 期待較大的效果，然而為了有效地使用空氣壓力而要求精密的密封技術(shù)，由于上部構(gòu)造物 上浮時摩擦為零，因此與下部構(gòu)造體的施工精度必須更嚴(yán)格地執(zhí)行，否則將無法使上部構(gòu)造物上浮時的位置穩(wěn)定，另外，還需要用于使吸收了地震的搖動后的上部構(gòu)造體返回原點(diǎn) 的裝置，因此存在增大設(shè)備規(guī)模、增大成本的問題。此外，在專利文獻(xiàn)2和3所述的隔震裝 置中，存在當(dāng)空氣供給裝置發(fā)生故障或因停電等而停止時，則隔震機(jī)構(gòu)本身變得完全不能 工作這樣的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是鑒于上述各問題點(diǎn)所作出的，目的在于提供一種無論所支承的荷 載如何，都能夠使上部構(gòu)造體的固有周期長期化從而降低加速度，通過獲得適宜適合的摩 擦力從而振動能量吸收能力優(yōu)越并兼具復(fù)原特性的隔震裝 置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的隔震裝置，其特征在于，具備上板，該上板被固定于 上部構(gòu)造體，具有向下方開口的凹球面狀下表面；下板，該下板被固定于下部構(gòu)造體，具有 向上方開口的凹球面狀上表面；移動體，該移動體可自由移動地配置在所述上板與所述下 板之間，該移動體具有與上述上板的凹球面狀下表面相對向的凸球面狀上表面，并且具有 與上述下板的凹球面狀上表面相對向的凸球面狀下表面，在該凸球面狀上表面或/和凸球 面狀下表面上具備多個空氣噴出孔。而且，根據(jù)本發(fā)明，在地震時等當(dāng)下部構(gòu)造體產(chǎn)生水平振動(位移)時，由于移動 體在上板的凹球面狀下表面與下板的凹球面狀上表面之間，一邊支承荷載一邊沿著上板的 凹球面狀下表面和下板的凹球面狀上表面移動，因此能夠阻止下部構(gòu)造體的水平振動直接 傳遞到上部構(gòu)造體，并且無論隔震裝置所支承的荷載如何，都能夠根據(jù)鐘擺的原理使上部 構(gòu)造體的固有周期長周期化，從而能夠降低上部構(gòu)造體的加速度。另外，根據(jù)本發(fā)明，由于從空氣噴出孔噴出空氣，因此在移動體的表面形成空氣 層，或者利用空氣壓力來降低隔震裝置支承的上部構(gòu)造體的荷載，因此能夠在不產(chǎn)生摩擦 力的狀態(tài)或者摩擦力較小的狀態(tài)下使移動體移動。另一方面，通過停止從空氣噴出孔噴出 空氣，使移動體與上板的凹球面狀下表面和下板的凹球面狀上表面接觸，從而能夠使移動 體以由移動體、上板和下板的材料以及所支承的荷載決定的摩擦力移動。因此，即使不改變 移動體等的材料也能夠改變摩擦力，從而能夠獲得適宜適合的摩擦力，確保優(yōu)越的振動能 量吸收能力。此外，根據(jù)本發(fā)明，在地震等穩(wěn)定后，受到外力而移動的移動體沿著上板的凹球面 狀下表面和下板的凹球面狀上表面的傾斜，向相反方向緩慢地移動最終返回到中央，因此 即使不另外設(shè)置原點(diǎn)返回裝置也能夠使移動體返回原點(diǎn)，確保復(fù)原特性。另外，本發(fā)明的隔震裝置，其特征在于，具備上板，該上板被固定于上部構(gòu)造體； 下板，該下板被固定于下部構(gòu)造體，具有向上方開口的凹球面狀上表面；移動體，該移動體 可自由移動地配置在該下板之上；柱狀接合部，該柱狀接合部配置在該移動體與上述上板 之間，上端被樞接于上述上板并且下端被固定于上述移動體，上述移動體具有與上述下板 的凹球面狀上表面相對向(對置)的凸球面狀下表面，并且在該凸球面狀下表面上具備多 個空氣噴出孔。根據(jù)本發(fā)明，能夠與上述發(fā)明同樣，無論支承的荷載如何，都能夠使上部構(gòu) 造體的固有周期長周期化從而降低加速度，通過獲得適宜適合的摩擦力，因而振動能量吸 收能力優(yōu)越并兼具復(fù)原特性。此外，本發(fā)明的隔震裝置具備上板，該上板被固定于上部構(gòu)造體，具有向下方開口的凹球面狀下表面；下板，該下板被固定于下部構(gòu)造體；移動體，該移動體可自由移動地 配置在該上板之下；柱狀接合部，該柱狀接合部配置在該移動體與上述下板之間且上端被 固定于上述移動體，并且下端被樞接于上述下板，上述移動體具有與上述上板的凹球面狀 下表面相對向的凸球面狀上表面，并且在該凸球面狀上表面上具備多個空氣噴出孔。根據(jù) 本發(fā)明，能夠與上述發(fā)明同樣，無論支承的荷載如何，都能夠使上部構(gòu)造體的固有周期長周 期化從而降低加速度，并通過獲得適宜適合的摩擦力，因而振動能量吸收能力優(yōu)越并兼具 復(fù)原特性。
在上述隔震裝置中，具備將空氣供給到上述移動體的空氣供給單元，該空氣供給 單元構(gòu)成為，根據(jù)施加于上述下部構(gòu)造體的外力的大小、或者傳遞至上述上部構(gòu)造物的振 動的大小來控制向上述移動體的空氣供給。根據(jù)該構(gòu)成，能夠適宜地獲得與外力的大小等 相應(yīng)的摩擦力，能夠確保優(yōu)越的振動能量吸收能力。在上述隔震裝置中，上述空氣供給單元構(gòu)成為，在施加于上述下部構(gòu)造體的外力 的大小、或者傳遞至上述上部構(gòu)造物的振動的大小小于預(yù)定(規(guī)定)值時向上述移動體供 給空氣，在施加于上述下部構(gòu)造體的外力的大小、或者傳遞至上述上部構(gòu)造物的振動的大 小為預(yù)定值以上時，停止向上述移動體供給空氣，或者從上述移動體抽吸(吸引)空氣。根據(jù)上述構(gòu)成，在振動比較小、且施加于上述下部構(gòu)造體的外力的大小或者傳遞 至上述上部構(gòu)造物的振動的大小小于預(yù)定值時，在移動體的表面形成空氣層，或者利用空 氣壓力降低隔震裝置支承的上部構(gòu)造體的荷載，因此除了在不產(chǎn)生摩擦力的狀態(tài)或者摩擦 力較小的狀態(tài)下能夠滑動，還通過長周期化來降低加速度從而能夠獲得適宜的隔震效果。 另一方面，在振動比較大、且施加于上述下部構(gòu)造體的外力的大小或者傳遞至上述上部構(gòu) 造物的振動的大小為預(yù)定值以上時，除了通過長周期化降低加速度以外，還利用由滑動體 等材料和所支承的荷載所決定的摩擦力賦予衰減，因此能夠提高振動能量的吸收能力，能 夠確保大地震等時的安全性。另外，通過從移動體抽吸空氣，由此除了由移動體等材料和支 承的荷載所決定的摩擦力以外，還能夠利用吸附力使振動能量衰減，因此能夠獲得更高的 衰減能力。因此，例如，通過分別使用空氣供給、停止供給以及空氣抽吸，由此能夠以單一的 隔震裝置獲得至少三個階段的隔震特性。另外，作為上述預(yù)定值的外力的大小，可以適宜地 使用加速度、速度或者位移。在上述隔震裝置中，上述空氣供給單元構(gòu)成為，在施加于上述下部構(gòu)造體的外力 的大小或者傳遞至上述上部構(gòu)造物的振動的大小小于預(yù)定值時，停止向上述移動體供給空 氣或者從上述移動體抽吸空氣，在施加于上述下部構(gòu)造體的外力的大小或者傳遞至上述上 部構(gòu)造物的振動的大小為預(yù)定值以上時，向上述移動體供給空氣。根據(jù)上述構(gòu)成，在小于預(yù)定值的比較小的振動區(qū)域中，直到輸入與由移動體等的 材料和所支承的荷載所決定的摩擦力或者因空氣的抽吸產(chǎn)生的吸附力增加的摩擦力的大 小相當(dāng)?shù)耐饬橹沟钠陂g，能夠確保上部構(gòu)造體不動，另一方面，在振動較大且施加于下部 構(gòu)造體的外力的大小或者傳遞至上部構(gòu)造物的振動的大小為預(yù)定值以上時，使上部構(gòu)造 體的固有周期保持長周期化，在阻力較小的狀態(tài)下能夠吸收位移，因此能夠作為觸發(fā)裝置 (trigger device)地使用。在上述隔震裝置中可以構(gòu)成為，上述凸球面狀上表面具有與上述凹球面狀下表面 相同的曲率，且上述凸球面狀下表面具有與上述凹球面狀上表面相同的曲率。根據(jù)該構(gòu)成，能夠使移動體與上板和下板具有一定的距離來上浮或者面接觸，從而能夠更穩(wěn)定地支承上 部構(gòu)造體。在上述隔震裝置中，可以將上述移動體的空氣噴出孔作成自成節(jié)流形狀或者孔口 形狀，也可以將空氣噴出孔兼作空氣抽吸孔，還可以另外設(shè)置空氣抽吸孔。在上述隔震裝置中，可以將上述移動體的至少上、下任意一方的表面由聚苯硫醚樹脂或者在該聚苯硫醚樹脂中混入了玻璃纖維、碳纖維或無機(jī)填充劑中至少一種的強(qiáng)化 合成樹脂而形成。由于該聚苯硫醚樹脂等具有優(yōu)越的滑動特性，因此能夠?qū)崿F(xiàn)兼顧穩(wěn)定 的荷載支承和滑動特性。另外，例如，即使空氣供給裝置中發(fā)生了某些故障也能夠確保 良好的滑動特性，因此能夠防止對上部構(gòu)造體作用過大的負(fù)荷，能夠兼具安全裝置的功 能。另外，在對移動體的上下表面實(shí)施滑動特性較好的潤滑膜、例如二硫化鉬、金剛石狀碳 (DLC(Diamond like Carbon))時，可以用金屬材料形成移動體。在上述隔震裝置中，可以將上述空氣噴出孔形成為俯視觀察時為圓孔，也可以將 上述多個空氣噴出孔配置在同一圓周上或者同心圖形狀。此外，由于吸附力由抽吸力與吸 附面積的乘積來決定，因此可以將上述多個空氣噴出孔貫通設(shè)置于上述凸球面狀上表面或 /和凸球面狀下表面所形成的槽部的底面，并兼作空氣抽吸孔。另外，本發(fā)明的隔震構(gòu)造物，其特征在于，至少配置有三個以上上述隔震裝置。根 據(jù)本發(fā)明，能夠適宜地防止上部構(gòu)造體的倒塌、或者防止載置于該上部構(gòu)造體上的展示物 等的破損等。如上所述，根據(jù)本發(fā)明能夠提供一種無論支承的荷載如何，都能夠使上部構(gòu)造體 的固有周期長期化從而降低加速度，且通過獲得適宜適合的摩擦力因此振動能量吸收能力 優(yōu)越且兼具復(fù)原特性的隔震裝置。


圖1是表示本發(fā)明涉及的隔震裝置的第一實(shí)施方式的剖視圖；圖2是表示圖1的隔震裝置的移動體的圖，(a)是俯視圖，(b)是局部截斷的剖視 圖((a)的A-A線截面)；圖3是表示形成于本發(fā)明涉及的隔震裝置的移動體的空氣噴出孔的另一例的圖， (a)是剖視圖，(b)是俯視圖；圖4是表示形成于本發(fā)明涉及的隔震裝置的移動體的空氣噴出孔的另一例的圖， (a)是剖視圖，(b)是俯視圖、(c)是局部截斷立體圖；圖5是表示本發(fā)明涉及的隔震裝置的水平阻力和水平位移量(上部構(gòu)造體3和下 部構(gòu)造體2的相對位移)的關(guān)系的履歷曲線，(a)是表示空氣供給時的狀態(tài)，(b)是表示未 進(jìn)行空氣供給和抽吸的狀態(tài)，(c)是表示空氣抽吸時的狀態(tài)；圖6是表示使用了本發(fā)明涉及的隔震裝置的隔震構(gòu)造物的概略圖；圖7是表示本發(fā)明涉及的隔震裝置的第二實(shí)施方式的剖視圖。圖中符號說明1 隔震裝置；2 下部構(gòu)造體；3 上部構(gòu)造體；11 上板；Ila 凹球面狀下表面； 12 下板；12a 凹球面狀上表面；13 移動體；13a 凸球面狀上表面；13b 凸球面狀下表 面；13c 空氣噴出孔；13d 空氣通路；14 17 螺栓；18 軟管；19 連接金屬件；20 氣泵；23a 空氣通路；23b 噴出孔；33a 空氣通路；33b 前端部；33c 空氣噴出槽；35 隔震構(gòu)造 物；36 基礎(chǔ)；37 獨(dú)戶住宅；41 隔震裝置；42 下部構(gòu)造體；43 上部構(gòu)造體；44 柱狀接合 部；44a 球狀部；44b 主體部；45 保持部件；46 保持部件；51 上板；52 下板；52a 凹球 面狀上表面；53 移動體；53a 凸球面狀下表面；53b 上面；53c 空氣噴出孔；53d 空氣通 路；54 57 螺栓；58 軟管；59 連接金屬件；60 氣泵。
具體實(shí)施例方式接下來，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1表示本發(fā)明涉及的隔震裝置的第一實(shí)施方式，該隔震裝置1插裝于獨(dú)戶住宅的基礎(chǔ)等的下部構(gòu)造體2和相對于下部構(gòu)造體2經(jīng)由隔震裝置1能夠在水平方向H移動的 獨(dú)戶住宅等的上部構(gòu)造體3之間。隔震裝置1具備上板11，該上板11被固定于上部構(gòu)造體3，具有向下方開口的凹 球面狀下表面Ila ；下板12，該下板12被固定于下部構(gòu)造體2，具有向上方開口的凹球面狀 上表面12a ；移動體13，該移動體13可自由移動地配置在上板11與下板12之間。上板11 被螺栓14、15固定于上部構(gòu)造體3，下板12被螺栓16、17固定于下部構(gòu)造體2。移動體13具有與上板11的凹球面狀下表面Ila相對向的凸球面狀上表面13a、 和與下板12的凹球面狀上表面12a相對向的凸球面狀下表面13b，在凸球面狀上表面13a 和凸球面狀下表面13b上具備多個空氣噴出孔13c。移動體13的凸球面狀上表面13a具有 與上板11的凹球面狀下表面Ila相同的曲率，移動體13的凸球面狀下表面13b具有與下 板12的凹球面狀上表面12a相同的曲率。如圖2所示，移動體13整體形成為厚壁的大致圓盤狀，并貫通設(shè)置有連接金屬件 19，其用于連接空氣供給用的軟管18 ；空氣通路13d，其用于將經(jīng)由連接金屬件19而取入 的空氣導(dǎo)入到空氣噴出口 13c。空氣噴出口 13c如圖2(a)所明示的那樣，形成為俯視觀察 時為圓孔，并且將多個空氣噴出孔13c配置在同一圓周上。另外，也可以將多個空氣噴出孔 13c配置為同心圖形狀。移動體13的上下表面或者全體，由聚苯硫醚樹脂或者在該聚苯硫醚樹脂中混入 了玻璃纖維、碳纖維或無機(jī)填充劑中至少一種的強(qiáng)化合成樹脂而形成。如圖1所示，為了將空氣供給到移動體13而設(shè)置有氣泵20，空氣經(jīng)由軟管18、連 接金屬件19被導(dǎo)入到移動體13。另外，氣泵20還發(fā)揮作為從移動體13經(jīng)由連接金屬件 19和軟管18而抽吸空氣的真空泵的功能?？諝鈬姵隹壮嗽趫D1和圖2所示的軸線方向上具有相同內(nèi)徑的圓孔形狀以外， 如圖3所示，也可以將空氣通路23a的噴出孔23b附近作成縮徑的自成節(jié)流形狀(自成較 9形狀、autogenous throttle shape)，如圖4所示，還可以作成具有比空氣通路33a的前 端部33b的直徑寬的空氣噴出槽33c的所謂的孔口形狀(orifice shape)?？諝鈬姵隹椎?配置優(yōu)選為，當(dāng)設(shè)移動體的直徑為Φ 、空氣噴出孔的圓周上的位置為(tDi時，則ΦDi = (0. 6 0. 7) X ΦD。接下來參照圖1、圖2和圖5對具有上述構(gòu)成的隔震裝置1的動作進(jìn)行說明。另 外，圖5表示隔震裝置1的水平阻力與水平位移量(上部構(gòu)造體3與下部構(gòu)造體2的相對 變位)的關(guān)系的履歷曲線，(a)表示將空氣供給到移動體13的情況，(b)表示未對移動體13供給空氣，且未從移動體13抽吸空氣的情況，(c)表示從移動體13抽吸了空氣的情況。 在(a)的向移動體13供給了空氣的情況下，由于能夠使移動體13在不產(chǎn)生摩擦力的狀態(tài) 下移動，因此在水平阻力較小的狀態(tài)下產(chǎn)生相對位移，在(b)的未對移動體13供給空氣，且 未從移動體13抽吸空氣的情況下，由于在移動體13與上板11和下板12之間不存在空氣， 因此在產(chǎn)生了相同的相對位移時，能夠獲得更大的水平阻力，在(c)的從移動體13抽吸了 空氣的情況下，由于還在移動體13與上板11和下板12之間作用吸附力，因此在產(chǎn)生了相 同的相對位移時，能夠獲得更大的水平阻力。
在以下的說明中，首先說明以下動作在隔震裝置1中，施加于下部構(gòu)造體2的外 力的大小或者傳遞至上部構(gòu)造物3的振動的大小小于預(yù)定值時，由氣泵20將空氣供給到移 動體13，在施加于下部構(gòu)造體2的外力的大小或者傳遞至上部構(gòu)造物3的振動的大小為預(yù) 定值以上時，停止氣泵20的運(yùn)轉(zhuǎn)從而停止向移動體13供給空氣。根據(jù)該動作，在振動比較 小且施加的外力小于預(yù)定值時，隔震裝置1以較低的水平阻力動作，由于長周期化而降低 了加速度因此能夠獲得適宜的隔震效果，另一方面，在振動較大且外力大于預(yù)定值時，除了 長周期化降低加速度以外，還能夠利用由移動體等的材料和支承的荷載所決定的摩擦力進(jìn) 行衰減，因此能夠提高振動能量的吸收力，確保大地震等時的安全性。通常，是將空氣從氣泵20經(jīng)由軟管18、連接金屬件19供給到移動體13。從連接 金屬件19供給到移動體13的空氣，經(jīng)由空氣通路13d從空氣噴出孔13c向凹球面狀下表 面Ila和凹球面狀上表面12a噴出。由此，在移動體13的凸球面狀下表面13b與下板12 的凹球面狀上表面12a之間，以及移動體13的凸球面狀上表面13a和上板11的凹球面狀 下表面Ila之間形成空氣層，因此如圖5 (a)所示能夠在不產(chǎn)生摩擦力的狀態(tài)下使移動體13 移動，換而言之，隔震裝置1能夠以較小的水平阻力動作，并通過長周期化來降低加速度從 而獲得適宜的隔震效果。該狀態(tài)在施加于下部構(gòu)造體2的外力的大小小于預(yù)定值時則繼續(xù) 被保持。另一方面，在施加了預(yù)定值以上的外力的大地震等時，停止氣泵20的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而 停止向移動體13供給空氣。由此，移動體13的凸球面狀下表面13b與下板12的凹球面狀 上表面12a、以及移動體13的凸球面狀上表面13a與上板11的凹球面狀下表面Ila直接抵 接，使移動體13滑動。由此，如圖5(b)所示，除了長周期化降低加速度以外，還能夠利用由 移動體13等的材料和支承的荷載所決定的摩擦力進(jìn)行衰減，因此能夠提高振動能量的吸 收力，確保安全性。另外，在上述實(shí)施方式中，在施加于下部構(gòu)造體2的外力的大小或者傳遞至上部 構(gòu)造物3的振動的大小為預(yù)定值以上時，雖然停止了氣泵20的運(yùn)轉(zhuǎn)，然而此時可使氣泵20 作為真空泵發(fā)揮作用因此能夠從移動體13抽吸空氣。在這種情況下，如圖5(c)所示，除了 由移動體13等的材料和支承的荷載所決定的摩擦力以外，還能夠利用吸附力使振動能量 衰減從而能夠獲得更高的衰減能力。接下來說明以下動作在隔震裝置1中，施加于下部構(gòu)造體2的外力的大小或者傳 遞至上部構(gòu)造物3的振動的大小小于預(yù)定值時，停止氣泵20從而停止向移動體13供給空 氣，在施加于下部構(gòu)造體2的外力的大小或者傳遞至上部構(gòu)造物3的振動的大小為預(yù)定值 以上時，則使氣泵20運(yùn)轉(zhuǎn)將空氣供給到移動體13。根據(jù)該動作，在小于預(yù)定值的比較小的 振動區(qū)域中，直到輸入與由移動體13等的材料和支承的荷載所決定的摩擦力的大小相當(dāng)?shù)耐饬橹沟钠陂g能夠確保上部構(gòu)造體3不動，另一方面，在振動較大且外力的大小為預(yù) 定值以上時，使上部構(gòu)造體3的固有周期保持長周期化并在阻力較小的狀態(tài)下吸收位移， 因此能夠發(fā)揮觸發(fā)裝置的功能。另外，在上述實(shí)施方式中，施加于下部構(gòu)造體2的外力的大小或者傳遞至上部構(gòu) 造物3的振動的大小小于預(yù)定值時，雖然停止了氣泵20的運(yùn)轉(zhuǎn)，然而此時可使氣泵20作為 真空泵發(fā)揮作用，因此能夠從移動體13抽吸空氣。在這種情況下，除了由移動體13等的材 料和支承的荷載所決定的摩擦力以外，還能夠利用吸附力以更大的力確保上述構(gòu)造體3不 動。另外，在使用了圖3所示的自成節(jié)流形狀的空氣噴出孔時，也進(jìn)行與上述同樣的 動作，然而如圖4所示在為具有空氣噴出槽33c的孔口形狀時，能夠向滑動體表面的全體 區(qū)域范圍均勻地供給空氣，或者抽吸空氣，從而能夠確保更穩(wěn)定的滑動體的動作。另外，由 于吸附力由抽吸力和吸附面積的乘積來決定，因此為了提高吸附力還可以進(jìn)一步設(shè)置抽吸槽。接下來，參照圖6對使用上述隔震裝置1的隔震構(gòu)造物進(jìn)行說明。該隔震構(gòu)造物35，是在基礎(chǔ)36與獨(dú)戶住宅37之間插入三個以上隔震裝置1，各隔 震裝置1將獨(dú)戶住宅37的荷載傳遞至基礎(chǔ)36，并且容許在基礎(chǔ)36與獨(dú)戶住宅37之間水平 方向的相對位移。而且，當(dāng)?shù)卣饡r等基礎(chǔ)36發(fā)生水平位移時，由于隔震裝置1發(fā)揮如上所 述的功能，因此能夠阻止基礎(chǔ)36的水平振動直接傳遞到獨(dú)戶住宅37，并且能夠使獨(dú)戶住宅 37的固有周期長周期化，從而能夠降低對于獨(dú)戶住宅37的加速度。接著，參照圖7說明本發(fā)明涉及的隔震裝置的第二實(shí)施方式。另外，該隔震裝置41 也是插入獨(dú)戶住宅的基礎(chǔ)等的下部構(gòu)造體42和相對于下部構(gòu)造體42經(jīng)由隔震裝置41能 夠在水平方向H移動的獨(dú)戶住宅等的上部構(gòu)造體43之間。隔震裝置41具備上板51，該上板51被固定于上部構(gòu)造體43 ；下板52，該下板52 被固定于下部構(gòu)造體42，并具有向上方開口的凹球面狀上表面52a;移動體53，該移動體53 可自由移動地配置在上板51與下板52之間；柱狀接合部44，該柱狀接合部44配置在移動 體53與上板51之間且球狀部44a通過保持部件45、46被樞軸安裝(樞接)于上板51，并 且主體部44b的下端被固定于移動體53。上板51被螺栓54、55固定于上部構(gòu)造體43，下 板52被螺栓56、57固定于下部構(gòu)造體42。移動體53的上面53b是平面狀，下部具有凸?fàn)钋?，整體形成為厚壁的大致圓盤 狀。在上面53b上固定有柱狀接合部44的下端，并且設(shè)置有與下板52的凹球面狀上表面 52a相對向的凸球面狀下表面53a，在凸球面狀下表面53a上具備多個空氣噴出孔53c。移 動體53的凸球面狀下表面53a具有與下板52的凹球面狀上表面52a相同的曲率。在移動體53上貫通設(shè)置有連接金屬件59，其用于連接空氣供給用的軟管58 ；空 氣通路53d，其用于將經(jīng)由連接金屬件59而取入的空氣導(dǎo)入到空氣噴出口 53c?？諝鈬姵?口 53c雖省略圖示，然而與圖2所示的移動體13同樣，形成為俯視觀察時為圓孔，并且將多 個空氣噴出孔53c配置在同一圓周上。移動體53的下表面或者全體，由聚苯硫醚樹脂或者在該聚苯硫醚樹脂中混入了 玻璃纖維、碳纖維或無機(jī)填充劑中至少一種的強(qiáng)化合成樹脂而形成。另外，在對下表面實(shí)施 滑動特性較好的潤滑劑，例如二硫化鉬、DLC時，可以用金屬材料形成移動體。
為了將空氣供給到移動體53而設(shè)置有氣泵60，空氣經(jīng)由軟管58、連接金屬件59被導(dǎo)入移動體53。另外，氣泵60還作為從移動體53經(jīng)由連接金屬件59和軟管58抽吸空 氣的真空泵而發(fā)揮作用。柱狀接合部44的上部形成為球狀部44a，下部形成為圓錐臺狀和圓柱狀的主體部 44b，如上所述，球狀部44a通過保持部件45、46被樞接于上板51，主體部44b的下端被固定 于移動體53。由此，柱狀接合部44能夠隨著移動體53 —起移動，并且與上板51可轉(zhuǎn)動地 連接。接下來，參照圖7對具有上述構(gòu)成的隔震裝置41的動作進(jìn)行說明。在以下的說明中，與第一實(shí)施方式的情況同樣，首先說明以下動作在隔震裝置 41中，在施加于下部構(gòu)造體42的外力的大小或者傳遞至上部構(gòu)造物43的振動的大小小于 預(yù)定值時，由氣泵60將空氣供給到移動體53，在施加于下部構(gòu)造體42的外力的大小或者傳 遞至上部構(gòu)造物43的振動的大小為預(yù)定值以上時，停止氣泵60的運(yùn)轉(zhuǎn)從而停止向移動體 53供給空氣。根據(jù)該動作，在振動比較小且施加的外力小于預(yù)定值時，隔震裝置41以較低 的水平阻力動作，由于長周期化從而降低加速度因此能夠獲得適宜的隔震效果，另一方面， 在振動較大且外力大于預(yù)定值時，除了因長周期化而降低加速度以外，還能夠利用由移動 體等的材料和支承的荷載所決定的摩擦力進(jìn)行衰減，因此能夠提高振動能量的吸收力，確 保大地震等時的安全性。通常，是將空氣從氣泵60經(jīng)由軟管58、連接金屬件59供給到移動體53。從連接 金屬件59供給到移動體53的空氣，經(jīng)由空氣通路53d從空氣噴出孔53c向凹球面狀上表 面52a噴出。由此，在移動體53的凸球面狀下表面53a與下板52的凹球面狀上表面52a 之間形成空氣層，能夠一邊使柱狀接合部44的球狀部44a相對于保持部件45、46轉(zhuǎn)動，一 邊在不產(chǎn)生摩擦力的狀態(tài)下使移動體53移動，換而言之，隔震裝置41能夠以較小的水平阻 力動作，并通過長周期化而降低加速度從而獲得適宜的隔震效果。該狀態(tài)在施加于下部構(gòu) 造體42的外力的大小小于預(yù)定值時則繼續(xù)被保持。另一方面，在大地震等時，停止氣泵60的運(yùn)轉(zhuǎn)從而停止向移動體53供給空氣。由 此，移動體53的凸球面狀下表面53a與下板52的凹球面狀上表面52a直接抵接，一邊使柱 狀接合部44的球狀部44a相對于保持部件45、46轉(zhuǎn)動，一邊使移動體53通過凸球面狀下 表面53a在下板52的凹球面狀上表面52a上滑動。其結(jié)果，除了長周期化而降低加速度以 夕卜，還能夠利用由移動體53和下板52的材料以及支承的荷載決定的摩擦力進(jìn)行衰減，因此 能夠提高振動能量的吸收力，確保安全性。另外，在上述實(shí)施方式中，在施加于下部構(gòu)造體42的外力的大小或者傳遞至上部 構(gòu)造物43的振動的大小為預(yù)定值以上時，停止氣泵60的運(yùn)轉(zhuǎn)，然而此時可使氣泵60作為 真空泵發(fā)揮作用，從移動體53抽吸空氣。在這種情況下，除了由移動體53等的材料和支承 的荷載決定的摩擦力以外，還能夠利用吸附力使振動能量衰減從而能夠獲得更高的衰減能 力。接下來說明以下動作在隔震裝置41中，施加于下部構(gòu)造體42的外力的大小或者 傳遞至上部構(gòu)造物43的振動的大小小于預(yù)定值時，停止氣泵60從而停止向移動體53供給 空氣，在施加于下部構(gòu)造體42的外力的大小或者傳遞至上部構(gòu)造物43的振動的大小為預(yù) 定值以上時，則使氣泵60運(yùn)轉(zhuǎn)而將空氣供給到移動體53。根據(jù)該動作，在小于預(yù)定值的比較小的振動區(qū)域內(nèi)，直到輸入與由移動體53等材料和支承的荷載所決定的摩擦力的大小 相當(dāng)?shù)耐饬橹沟钠陂g能夠確保上部構(gòu)造體43不動，另一方面，在振動較大且外力的大小 為預(yù)定值以上時，使上部構(gòu)造體43的固有周期保持長周期化而在阻力較小的狀態(tài)下吸收 位移，因此能夠發(fā)揮觸發(fā)裝置的功能。另外，在上述實(shí)施方式中，在施加于下部構(gòu)造體42的外力的大小或者傳遞至上部 構(gòu)造物43的振動的大小小于預(yù)定值時，停止氣泵60的運(yùn)轉(zhuǎn)，然而此時，能夠使氣泵60作為 真空泵發(fā)揮作用、從移動體53抽吸空氣。在這種情況下，除了由移動體53等的材料和支承 的荷載所決定的摩擦力以外，還能夠利用吸附力以更大的力確保上述構(gòu)造體43不動。另外，在上述實(shí)施方式中，對于將柱狀接合部44固定于移動體53的上面，且移動 體53經(jīng)由凸球面狀下表面53a在下板52的凹球面狀上表面52a上移動的情況進(jìn)行了說 明，然而也可以構(gòu)成為在圖7中顛倒上下關(guān)系，將柱狀接合部固定在移動體的下面，使移動 體經(jīng)由凸球面狀上表面在上板的凹球面狀下表面上移動。此外，在圖7中隔震裝置41是通 過保持部45、46將球狀部44a樞接于上板51，并將主體部44b固定于移動體53，然而也可 以通過保持部45、46將球狀部44a樞接于移動體53，并將主體部44b固定于上板51。上述圖7所示的隔震裝置41也可以代替隔震裝置1適用于圖6所示的隔震構(gòu)造 物35，也能夠發(fā)揮與使用隔震裝置1時同樣的作用。
權(quán)利要求
一種隔震裝置，其特征在于，具備上板，該上板固定于上部構(gòu)造體，具有向下方開口的凹球面狀下表面；下板，該下板固定于下部構(gòu)造體，具有向上方開口的凹球面狀上表面；和移動體，該移動體可自由移動地配置在所述上板與所述下板之間，該移動體具有與所述上板的凹球面狀下表面相對向的凸球面狀上表面，并且具有與所述下板的凹球面狀上表面相對向的凸球面狀下表面，在該凸球面狀上表面或/和凸球面狀下表面具備多個空氣噴出孔。
2.一種隔震裝置，其特征在于，具備 上板，該上板固定于上部構(gòu)造體；下板，該下板固定于下部構(gòu)造體，具有向上方開口的凹球面狀上表面； 移動體，該移動體可自由移動地配置在該下板之上；和柱狀接合部，該柱狀接合部配置在該移動體與所述上板之間，上端樞接于所述上板并 且下端固定于所述移動體，所述移動體具有與所述下板的凹球面狀上表面相對向的凸球面狀下表面，并且在該凸 球面狀下表面上具備多個空氣噴出孔。
3.一種隔震裝置，其特征在于，具備上板，該上板固定于上部構(gòu)造體，具有向下方開口的凹球面狀下表面； 下板，該下板固定于下部構(gòu)造體； 移動體，該移動體可自由移動地配置在該上板之下；和柱狀接合部，該柱狀接合部配置在該移動體與所述下板之間，上端固定于所述移動體 并且下端樞接于所述下板，所述移動體具有與所述上板的凹球面狀下表面相對向的凸球面狀上表面，并且在該凸 球面狀上表面具備多個空氣噴出孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的隔震裝置，其特征在于， 具備將空氣供給到所述移動體的空氣供給單元，該空氣供給單元，根據(jù)施加于所述下部構(gòu)造體的外力的大小或者傳遞至所述上部構(gòu)造 體的振動的大小來控制向所述移動體的空氣供給。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的隔震裝置，其特征在于，所述空氣供給單元，在施加于所述下部構(gòu)造體的外力的大小T""、或者傳遞至所述上部 構(gòu)造物的振動的大小小于預(yù)定值時向所述移動體供給空氣，在施加于所述下部構(gòu)造體的外 力的大小或者傳遞至所述上部構(gòu)造物的振動的大小為預(yù)定值以上時，停止向所述移動體供 給空氣，或者從所述移動體抽吸空氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的隔震裝置，其特征在于，所述空氣供給單元，在施加于所述下部構(gòu)造體的外力的大小或者傳遞至所述上部構(gòu)造 物的振動的大小小于預(yù)定值時，停止向所述移動體供給空氣或者從所述移動體抽吸空氣， 在施加于所述下部構(gòu)造體的外力的大小或者傳遞至所述上部構(gòu)造物的振動的大小為預(yù)定 值以上時，向所述移動體供給空氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述的隔震裝置，其特征在于，所述移動體的凸球面狀上表面具有與所述上板的凹球面狀下表面相同的曲率，所述移動體的凸球面狀下表面具有與所述下板的凹球面狀上表面相同的曲率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項所述的隔震裝置，其特征在于， 所述移動體的空氣噴出孔，具有自成節(jié)流形狀或者孔口形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項所述的隔震裝置，其特征在于，所述移動體的空氣噴出孔，兼用作為從所述移動體抽吸空氣時的空氣抽吸孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項所述的隔震裝置，其特征在于，所述移動體的至少上、下任意一方的表面由聚苯硫醚樹脂或者在該聚苯硫醚樹脂中混 入了玻璃纖維、碳纖維或無機(jī)填充劑中至少一種的強(qiáng)化合成樹脂形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項所述的隔震裝置，其特征在于，所述移動體由金屬材料形成，在上、下任意一方的表面具有由二硫化鉬或者金剛石狀 碳形成的潤滑膜。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任意一項所述的隔震裝置，其特征在于， 所述空氣噴出孔形成為俯視觀察時為圓孔。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任意一項所述的隔震裝置，其特征在于， 所述多個空氣噴出孔配置在同一圓周上或者配置成同心圖形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至13中任意一項所述的隔震裝置，其特征在于，所述多個空氣噴出孔貫通設(shè)置于形成在所述凸球面狀上表面或/和凸球面狀下表面 的槽部的底面，兼用作為空氣抽吸孔。
15.一種隔震構(gòu)造物，其特征在于，配置有至少三個以上的權(quán)利要求1至14中任意一項 所述的隔震裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種隔震裝置，無論所支承的荷載如何，都能夠使上部構(gòu)造體的固有周期長期化從而降低加速度，通過獲得適宜適合的摩擦力從而振動能量吸收能力優(yōu)越并兼具復(fù)原特性。具備上板(11)，該上板固定于建筑物等上部構(gòu)造體(3)，具有向下方開口的凹球面狀下表面(11a)；下板(12)，該下板固定于基礎(chǔ)等下部構(gòu)造體(2)，具有向上方開口的凹球面狀上表面(12a)；移動體(13)，該移動體可自由移動地配置在上板(11)與下板(12)之間，移動體(13)具有與上板(11)的凹球面狀下表面(11a)相對向的凸球面狀上表面(13a)、和與下板(12)的凹球面狀上表面(12a)相對向的凸球面狀下表面(13b)，在凸球面狀上表面(13a)和凸球面狀下表面(13b)上具備多個空氣噴出孔(13c)。另外，隔震構(gòu)造物至少配置有三個以上隔震裝置(1)。
文檔編號F16F15/02GK101836011SQ200880112879
公開日2010年9月15日 申請日期2008年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月23日
發(fā)明者下田郁夫, 宮崎充, 小澤秀夫, 田中剛, 藤田聰 申請人:學(xué)校法人東京電機(jī)大學(xué);翁令司工業(yè)股份有限公司